Questão 9
“Na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”.
Com base na Lei de Lavoisier, considere a reação de formação do trióxido de enxofre
a partir do dióxido de enxofre (SO 2) e gás oxigênio
.
Se
de
reagem completamente, a massa total de produtos formados e o volume de
(nas CNTP) consumido serão, respectivamente:
(Dados:
).
Com base na Lei de Lavoisier, considere a reação de formação do trióxido de enxofre
(Dados:
Passo 1
O enunciado dá e pede o seguinte (vou listar tudo com clareza):
- Reação de formação do trióxido de enxofre a partir do dióxido de enxofre e oxigênio (reação a ser considerada).
- Massa de reagente fornecida:
de . - Dados atômicos fornecidos:
e . - Pede:
- a massa total de produtos formados;
- o volume de
consumido nas CNTP.
- Lembrete: CNTP significa condições normais (0^\circ C e 1 atm), onde o volume molar vale
.
Passo 2
Escrever e balancear a equação química: mostrar a reação corretamente balanceada.
Explicação curta do balanceamento: colocar coeficientes para que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo nos dois lados. Aqui, 2 enxofres e 4 oxigênios no lado esquerdo (em
) combinam com 2 enxofres e 6 oxigênios no lado direito (em
) quando adicionamos
(totaliza 6 oxigênios do lado esquerdo: 4 de
+ 2 de
), então a equação fica balanceada com esses coeficientes.
Passo 3
Calcular as massas molares (usar os dados atômicos dados).
- Molaridade de
:
- Molaridade de
:
- Molaridade de
:
Explicando a ideia: massa molar
é a massa (em g) de 1 mol da substância; somamos as massas atômicas dos átomos que compõem a molécula.
Passo 4
Converter a massa dada de
para número de mols usando a relação
onde
é o número de mols,
a massa em gramas e
a massa molar em
.
Aplicando:
Aplicando:
Comentário prático: dividir a massa pelo valor da massa molar dá quantos mols de molécula temos — é a linguagem dos químicos para contar partículas.
Passo 5
Usar a estequiometria da reação para relacionar mols de
,
e
.
Da equação balanceada:
Da equação balanceada:
-
consomem . Logo, por mol de o consumido é mol. - Além disso,
produzem , então produz .
Portanto:
Explicando: estequiometria é só proporção entre quantidades em mols segundo os coeficientes da reação.
Passo 6
Calcular o volume de
consumido nas CNTP usando o volume molar
:
Breve lembrete: para gases ideais nas CNTP, cada mol ocupa
; multiplicando o número de mols pelo volume molar obtemos o volume.
Passo 7
Calcular a massa dos produtos formados. Pode-se usar duas ideias equivalentes (ambas ilustram a Lei de Lavoisier: massa se conserva).
Método A — calcular diretamente a massa de
formada:
Método B — soma das massas dos reagentes consumidos (conservação de massa):
- massa de
consumida:
- massa total dos reagentes =
, que deve ser igual à massa dos produtos formados.
As duas vias dão o mesmo resultado
, comprovando que massa se conserva.
Passo 8
Resumo final (para não se perder): os cálculos mostraram que com
de
completamente reagidos obtém-se
de
(isto é
) e consome-se
de
, que correspondem a
nas CNTP. Mantenha a calma — é sempre a mesma sequência: transformar massa → mols → aplicar estequiometria → transformar para a unidade desejada.